JPH0448337B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は射出機構を電動機をもつて駆動する
射出成形機の射出制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 特開昭60−174625号公報に開示された先行技術
は、射出開始より金型キヤビテイに材料を充填す
る射出充填区間を射出スクリユの前進速度を検出
する射出速度センサーからの速度検出値をフイー
ドバツク信号として、射出スクリユの速度が射出
速度設定器の予め設定された設定値となるよう
に、射出速度の制御を行うことのできる電動機の
速度制御装置を用いた射出制御装置において、電
動機の出力を検出する射出圧力センサー及び射出
圧力設定器と、射出圧力センサーで検出して得た
射出圧力検出信号と射出圧力設定器の設定信号と
の差信号を演算増幅する射出圧力演算増幅回路
と、その回路によつて得られた信号を速度指令信
号に切換接続するための指令切換器とを有し、充
填量があらかじめ設定された値に達した時に上記
指令切換器を作動させて、射出圧力センサーから
の検出値が、射出圧力設定器の設定間に一致する
ように電動機を駆動制御させて、射出圧力制御を
行う様に構成された射出制御装置であつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 射出工程は、射出開始から樹脂が金型内にほぼ
充満するまでの充填工程と、金型内に充満した樹
脂を圧縮する圧縮工程と、圧縮充填した溶融樹脂
の冷却による収縮分を補充填するため、あるいは
樹脂のノズル側への逆流をとめる等の保圧工程と
に、分割して考えることができる。充填工程ある
いは充填工程と圧縮工程は速度を、また圧縮工程
と保圧工程あるいは保圧工程は圧力を制御するこ
とにより射出工程の制御を行うのが一般的にとら
れる方法である。

射出成形では、圧縮工程における射出圧力の最
高値（一般的にパツキング圧力と呼ばれる）と圧
縮開始からその最高値に達するまでの時間（一般
的にはパツキング速度と呼ばれる）が成形品品質
に多大な影響を及ぼすといわれており、パツキン
グ圧力を繰返し再現性よく制御するためには、圧
力の制御で行うのがよく、またパツキング速度を
任意にかえることができると成形条件出しのしや
すい操作性の良い装置となる。

ところが従来の装置においては、速度、圧力と
もフイードバツク制御により行つているので、パ
ツキング圧力はもちろんのこと、速度、保圧圧力
をも繰返し再現性の良い制御ができ、安定的に良
品を生産することができるが、次の様な欠点があ
つた。

射出速度制御から射出圧力制御に切換えた時、
射出圧力センサーからの検出信号をフイードバツ
クして射出圧力設定器の設定信号値になる様に制
御をするだけのために、パツキング圧力を設定す
るたの圧力設定器では、パツキング速度を任意に
設定することはできず、操作性の悪いものとな
り、また前記パツキング速度を任意に設定するた
めには、時間を関数として変化する設定信号を発
することのできる圧力設定器が必要であつた。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記のことから開発されたものであ
つて、その目的とするところは、電動式射出装置
の射出制御装置において単純な回路追加のみでパ
ツキング速度を任意に設定することを可能にし、
もつて成形上の工程である充填工程、圧縮工程、
保圧工程の移行点を制御上の切換点と一致させて
制御できるようにした操作性の良い射出制御装置
を提供することにある。

上記目的によるこの発明は充填工程の射出速度
を設定する射出速度設定器と、射出速度を検出す
る速度検出器と、圧縮工程におけるパツキング圧
力を設定するパツキング圧力設定器と、圧縮工程
時間を設定するタイマーと、保圧工程における保
圧圧力を設定する保圧圧力設定器と、パツキング
圧力設定器あるいは保圧圧力設定器を選択切換す
る圧力指令信号切換器と、射出圧力を検出する圧
力センサーと、該圧力センサーからの圧力検出信
号と前記パツキング圧力設定器あるいは保圧圧力
設定器により設定された圧力指令信号との差信号
を演算増幅する圧力演算増幅回路と、該圧力演算
増幅回路によつて得られる圧力制御指令信号を圧
縮工程及び保圧工程時に前記速度指令信号として
切換接続するための指令切換器とを有し、圧縮工
程におけるパツキング速度の大きさを設定するパ
ツキング速度設定器と、該パツキング速度設定器
の設定信号に制御されて該信号値の大きさに応じ
て前記圧力制御指令信号（速度指令信号）値の大
きさを補正する圧力制御指令信号補正回路とから
なることを要旨とするものである。

［作用］ 前記構成では、圧力制御指令信号補正回路がパ
ツキング速度設定器の設定信号の大きさに応じ
て、圧力制御指令信号（速度指令信号）値の大き
さを補正するので、パツキング速度設定値の大小
によつて速度指令信号値を大きくしたり小さくす
ることができる。従つて圧縮工程初期の射出プラ
ンジヤの前進速度を任意にかえることができて圧
縮工程における圧力センサーによる検出圧力値が
圧縮開始からパツキング圧力設定器の設定値に達
するまでの時間（パツキング速度）を任意にかえ
ることができる。

［実施例］ この発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。

図中１は射出装置で、金型２とノズルタツチし
た加熱シリンダ３に、射出スクリユ４が進退自在
に内装してある。この射出スクリユ４の後部に
は、歯車機構５を介してスクリユ回転用電動機６
が接続してある。

また射出スクリユ４の後端には、該射出スクリ
ユを、回転手段を介して前進及び後退駆動させる
伝達機構７が直結しており、その伝達機構にカツ
プリング９を介して射出用の電動機８の出力軸が
取付けてある。

前記電動機８の駆動力は、伝達機構７を介して
射出スクリユ４に伝達され、電動機８を駆動制御
することにより、射出速度あるいは射出圧力（圧
縮工程、保圧圧力）または背圧力の制御ができ
る。

射出スクリユ４の前進力あるいは負荷による反
力を受ける部位の変形量を検出することによつ
て、射出圧力（または背圧力）を測定するため
に、ひずみゲージよりなる圧力センサー１０が伝
達機構７の受部材１１に取り付けられている。

電動機８には速度センサーとしてタコメータジ
エネレータ１２と、電動機８の回転位置を検出す
ることにより、射出スクリユ４の位置を検出する
ための回転角度検出器１３が直結されている。

速度制御装置１４は、電動機８を駆動制御させ
て速度制御を行うことのできる電動機制御装置で
あり、タコメータジエネレータ１２により検出さ
れた速度検出信号は、速度変換回路１０５により
射出速度検出信号e_oに変換されて、速度指令信号
e〓とともに電流指令信号演算増幅回路１００に供
給されて、該電流指令信号演算増幅回路１００に
より信号e〓と信号e_oの差信号が演算増幅されて電
流指令信号e_opとなり電動機駆動信号演算増幅回
路１０１に供給される。

前記電動機８の電動機電流は、電流検出器１０
３により検出されて、電流変換回路１０４により
電流検出信号e_iとなり、前記電動機駆動信号演算
増幅回路１０１に供給される。該増幅回路１０１
により前記電流指令信号e_opと前記電流検出信号e_i
との差信号が演算増幅されて電動機駆動信号e_ipが
出力され、電力変換器１０２に供給される。該電
力変換器１０２はサイリスタを使用した点弧制御
回路またはトランジスタを使用したパルス幅制御
回路により構成され、前記信号e_ipに基づいて上記
電動機８に所定の電流を流して電動機８を駆動す
るように構成されている。

射出制御装置全体のシーケンス制御等の制御を
司どる中央コントローラ２８からの射出指令信号
が発せられて、射出速度設定器１５から発する速
度指令信号e〓が指令切換器１６を経て上記速度制
御装置１４に供給されると、速度指令値と検出速
度値が一致するようにフイードバツク制御による
射出速度制御が行われる。

射出速度制御により充填工程が続行し、上記回
転角度検出器１３の信号が変換回路２６により射
出スクリユの位置信号に変換され、また位置信号
値と充填工程から圧縮工程に切換える射出スクリ
ユ位置を設定するための指令切換位置設定器２４
の設定信号値が、コンパレータ２５により比較さ
れて、それらの信号値が一致すると、コンパレー
タ２５より充填工程完了信号が上記中央コントロ
ーラ２８に発せられる。前記中央コントローラ２
８から圧縮工程開始指令が指令切換器１６及び圧
縮工程時間を設定するタイマ２３に発せられ、指
令切換器１６はONし、タイマ２３を計時を開始
して速度制御から圧力制御に移行する。

パツキング圧力設定器１７のパツキング圧力指
令信号は、圧力指令信号切換器１９を経て圧力演
算増幅回路２０に供給される。圧力センサー１０
により検出された信号は圧力変換回路２７により
圧力検出信号e_pとなり、前記圧力演算増幅回路２
０に供給される。

圧力演算増幅回路２０により前記圧力指令信号
e_piと前記圧力検出信号e_pとの差信号が演算増幅さ
れて信号e_ppとなる。信号e_ppは圧縮工程における
パツキング速度の大きさを設定するパツキング速
度設定器２１の信号e_sの大きさに応じて、圧力制
御指令信号値の大きさを補正する圧力制御指令信
号補正回路２２に供給されたのち、圧力制御指令
信号e_pp′となり前記指令切換器１６を経て速度指
令信号e〓（e_pp′＝e〓で説明の都合上呼び方をかえ
る）として前記速度制御装置１４に供給される。

このようにして圧力検出信号値が圧力指令信号
値と一致するように電動機８が駆動制御されて圧
力制御がなされて圧縮工程が続行する。

前以て設定された圧縮工程時間が経過すると、
タイマー２３から圧力設定器１７，１８を選択切
換する圧力指令信号切換器１９に切換指令が出力
されて、パツキング圧力設定器１７から保圧圧力
設定器１８に選択切換が行われ、圧力指令信号
e_piは保圧圧力設定器１８の設定信号となつて、
保圧圧力制御が前記と同様になされて圧縮工程か
ら保圧工程となる。設定射出時間が終了すると中
央コントローラ２８から射出終了指令が出力され
て圧力指令はOFFされ射出工程が終了する。

本発明においては、圧力制御時にパツキング速
度設定器２１の設定信号の大きさに応じて、圧力
制御指令信号値の大きさを補正して速度指令信号
を出力する圧力制御指令信号補正回路２２をシリ
ンダ演算増幅回路２０に付加して設けている。

この圧力制御指令信号補正回路２２の具体的な
構成例として第１実施例を第２図に、第２実施例
を第４図にそれぞれ示す。第１実施例の圧力制御
指令信号補正回路２２は、増幅器５０，５０ａ
と、ダイオード５１，５１ａ、抵抗値が等しい抵
抗器５２，５２ａ及び他の抵抗器５３，５４とを
有しており、入力信号e_ppはパツキング速度設定
信号e_sの値に上限が制限される様に補正されて、
圧力制御指令信号の出力信号e_pp′となる。入力信
号e_ppの極性は圧力検出信号と圧力指令信号の大
きさによつては負となる。又パツキング圧力から
保圧圧力に圧力を低下させるときの速度も変更で
きる様に、信号e_ppの絶対値に応じて出力制限動
作をするようにしている。

第３図は、前記第１実施例の圧力制御指令信号
補正回路２２の入力信号e_ppと出力信号e_pp′の関係
を、パツキング速度設定信号e_sの大きさをパラメ
ータにして示した特性曲線図である。同図に見ら
れるように速度設定信号e_sの大きさに比例して、
出力信号e_pp′の上限値が制限される。

第４図に示す第２実施例の圧力制御指令信号補
正回路２２ａは、周知の掛算器からなり、前記の
パツキング速度設定信号e_s及び圧力制御指令信号
e_ppを入力とし、パツキング速度設定値が小さい
ときは圧力制御指令値を減少させ、パツキング速
度設定値が大きいときは圧力制御指令値を増加さ
せるように補正した圧力制御指令信号e_pp′を出力
する。

第５図は上記の第２実施例の圧力制御指令信号
補正回路２２ａの入力信号e_ppと出力信号e_pp′の関
係をパツキング速度設定信号e_sの大きさをパラメ
ータにして示した特性曲線図である。同図に見ら
れるように、同じ大きさの入力信号に対してパツ
キング速度設定信号e_sが大きいほど出力信号は大
きくなる。

このように前記実施例では、どちらでも圧力制
御指令信号値が速度設定信号値の大きさに応じて
補正するので、パツキング速度設定値の大小によ
つて速度指令信号値を変更することができる。従
つて、圧縮工程初期の射出プランジヤの前進速度
を任意にかえることができ、圧縮工程における圧
力センサーによる検出圧力値が圧縮開始から圧縮
圧力設定器の設定値に達するまでの時間（パツキ
ング速度）に任意にかえることができる。

第６図は本実施例により射出制御を行つたとき
の圧力検出信号Ｐ（ｔ）と時間の関係をパツキン
グ速度設定信号e_sをパラメータとして示した特性
曲線図である。

パツキング圧力設定器の設定値はP₁、保圧圧
力設定器の設定値はP₂、圧縮工程時間の設定値
はt₁時間である。

第６図でみられる様に、パツキング速度設定器
の設定値（e_s）が大きくなる程圧力はパツキング
圧力設定値に短時間で到達し、また圧縮工程から
保圧工程に移行時、パツキング圧力設定値より低
い圧力値に設定された保圧圧力設定値に圧力が到
達するのも短時間となる。

圧力制御指令信号補正回路の他の装置例とし
て、第２実施例の装置にパツキング速度設定信号
に制御されて出力信号e_pp′の上限値を制限する出
力信号リミツタ回路を追加した装置を使用しても
よい。

前記実施例においては充填工程から圧縮工程へ
の切換をスクリユ位置を検出することにより行つ
ているが、金型キヤビテイ樹脂圧力、射出圧力、
電動機の電流値等を検出することにより樹脂の充
填量を検出して行つてもよい。

また成形品によつて必要な場合には、充填工程
の射出速度をスクリユ位置あるいはタイマーを使
用しての時間により多段階に制御しても良く、保
圧圧力工程の圧力をタイマーを使用しての時間に
より多段階に制御しても良い。

更にまた使い方として、成形品によつてはパツ
キング圧力設定器を充填行程の圧力設定器として
用いて保圧圧力設定器をパツキング圧力設定器と
して使用してもよく、電動機はACサーボモータ
を使用してもよい。

本発明は予備可塑化装置付のいわゆるプリプラ
式射出装置あるいはプランジヤ式射出装置にも実
施できることはいうまでもない。

［発明の効果］ この発明は上述のように、圧力制御指令信号補
正回路がパツキング速度設定器の設定信号の大き
さに応じて、圧力制御指令信号値の大きさを補正
するので、パツキング速度設定値の大小によつて
速度指令信号値（圧力制御指令信号値）を大きく
したり小さくすることができる。従つて圧縮工程
初期の射出プランジヤの前進速度を任意にかえる
ことができ、圧縮工程における圧力センサーによ
る検出圧力値が圧縮開始からパツキング圧力設定
器の設定値に達するまでの時間（パツキング速
度）を任意にかえることができる。

また射出工程を３つの工程に分割して、充填工
程は射出プランジヤの速度制御を行い、圧縮工程
にあつては圧縮工程をタイマーを使用しての時間
により設定すると共に、パツキング圧力設定器と
パツキング速度設定器とによりパツキング圧力パ
ターンを設定して圧力制御により行い、保圧圧力
工程にあつてはパツキング圧力設定器にかえて保
圧圧力設定器により圧力制御にて行うことができ
るなど操作性が一段と向上するなどの特長を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は本発明に用いられた圧力制御指令信号補正
回路図、第３図は圧力制御指令信号補正回路の特
性例を示す特性曲線図、第４図は第２実施例によ
る圧力制御指令信号補正回路図、第５図は同上の
圧力制御指令信号補正回路の特性例を示す特性曲
線図、第６図は本発明の実施例による射出制御時
の圧力検出信号と時間の関係を示す特性曲線図で
ある。 １……射出装置、２……金型、３……加熱筒、
４……射出スクリユ、５……歯車機構、６……ス
クリユ回転用電動機、７……伝達機構、８……電
動機、９……カツプリング、１０……圧力センサ
ー、１１……受部材、１２……タコメータジエネ
レータ、１３……回転角度検出器、１４……速度
制御装置、１５……射出速度設定器、１６……指
令切換器、１７……パツキング圧力設定器、１８
……保圧圧力設定器、１９……圧力指令信号切換
器、２０……圧力演算増幅回路、２１……パツキ
ング速度設定器、２２……圧力制御指令信号補正
回路、２３……タイマー24、２４……指令切換位
置設定器、２５……コンパレータ、２６……位置
変換器、２７……圧力変換回路、２８……中央コ
ントローラ、１００……電流指令信号演算増幅回
路、１０１……電動機駆動信号演算増幅回路、１
０２……電力変換器、１０３……電流検出器、１
０４……電流変換回路、１０５……速度変換回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 速度指令信号と速度検出信号とを供給し、フ
   イードバツク制御により電動機を駆動制御して速
   度制御を行う電動式射出装置の射出制御装置にお
   いて、充填工程の射出速度を設定する射出速度設
   定器と、射出速度を検出する速度検出器と、圧縮
   工程におけるパツキング圧力を設定するパツキン
   グ圧力設定器と、圧縮工程時間を設定するタイマ
   ーと、保圧工程における保圧圧力を設定する保圧
   圧力設定器と、パツキング圧力設定器あるいは保
   圧圧力設定器を選択切換する圧力指令信号切換器
   と、射出圧力を検出する圧力センサーと、該圧力
   センサーからの圧力検出信号と前記パツキング圧
   力設定器あるいは保圧圧力設定器により設定され
   た圧力指令信号との差信号を演算増幅する圧力演
   算増幅回路と、該圧力演算増幅回路によつて得ら
   れる圧力制御指令信号を圧縮工程及び保圧工程時
   に前記速度指令信号として切換接続するための指
   令切換器とを有し、圧縮工程におけるパツキング
   速度の大きさを設定するパツキング速度設定器
   と、該パツキング速度設定器の設定信号に制御さ
   れて該信号値の大きさに応じて前記圧力制御指令
   信号（速度指令信号）値の大きさを補正する圧力
   制御指令信号補正回路とからなることを特徴とす
   る電動式射出装置の射出制御装置。